arch/powerpc/mm/pgtable.c

   1 /*
   2  * This file contains common routines for dealing with free of page tables
   3  * Along with common page table handling code
   4  *
   5  *  Derived from arch/powerpc/mm/tlb_64.c:
   6  *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
   7  *
   8  *  Modifications by Paul Mackerras (PowerMac) (paulus@cs.anu.edu.au)
   9  *  and Cort Dougan (PReP) (cort@cs.nmt.edu)
  10  *    Copyright (C) 1996 Paul Mackerras
  11  *
  12  *  Derived from "arch/i386/mm/init.c"
  13  *    Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
  14  *
  15  *  Dave Engebretsen <engebret@us.ibm.com>
  16  *      Rework for PPC64 port.
  17  *
  18  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
  19  *  modify it under the terms of the GNU General Public License
  20  *  as published by the Free Software Foundation; either version
  21  *  2 of the License, or (at your option) any later version.
  22  */
  23
  24 #include <linux/kernel.h>
  25 #include <linux/gfp.h>
  26 #include <linux/mm.h>
  27 #include <linux/percpu.h>
  28 #include <linux/hardirq.h>
  29 #include <linux/hugetlb.h>
  30 #include <asm/pgalloc.h>
  31 #include <asm/tlbflush.h>
  32 #include <asm/tlb.h>
  33
  34 static inline int is_exec_fault(void)
  35 {
  36         return current->thread.regs && TRAP(current->thread.regs) == 0x400;
  37 }
  38
  39 /* We only try to do i/d cache coherency on stuff that looks like
  40  * reasonably "normal" PTEs. We currently require a PTE to be present
  41  * and we avoid _PAGE_SPECIAL and cache inhibited pte. We also only do that
  42  * on userspace PTEs
  43  */
  44 static inline int pte_looks_normal(pte_t pte)
  45 {
  46
  47         if (pte_present(pte) && !pte_special(pte)) {
  48                 if (pte_ci(pte))
  49                         return 0;
  50                 if (pte_user(pte))
  51                         return 1;
  52         }
  53         return 0;
  54 }
  55
  56 static struct page *maybe_pte_to_page(pte_t pte)
  57 {
  58         unsigned long pfn = pte_pfn(pte);
  59         struct page *page;
  60
  61         if (unlikely(!pfn_valid(pfn)))
  62                 return NULL;
  63         page = pfn_to_page(pfn);
  64         if (PageReserved(page))
  65                 return NULL;
  66         return page;
  67 }
  68
  69 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S
  70
  71 /* Server-style MMU handles coherency when hashing if HW exec permission
  72  * is supposed per page (currently 64-bit only). If not, then, we always
  73  * flush the cache for valid PTEs in set_pte. Embedded CPU without HW exec
  74  * support falls into the same category.
  75  */
  76
  77 static pte_t set_pte_filter(pte_t pte)
  78 {
  79         if (radix_enabled())
  80                 return pte;
  81
  82         pte = __pte(pte_val(pte) & ~_PAGE_HPTEFLAGS);
  83         if (pte_looks_normal(pte) && !(cpu_has_feature(CPU_FTR_COHERENT_ICACHE) ||
  84                                        cpu_has_feature(CPU_FTR_NOEXECUTE))) {
  85                 struct page *pg = maybe_pte_to_page(pte);
  86                 if (!pg)
  87                         return pte;
  88                 if (!test_bit(PG_arch_1, &pg->flags)) {
  89                         flush_dcache_icache_page(pg);
  90                         set_bit(PG_arch_1, &pg->flags);
  91                 }
  92         }
  93         return pte;
  94 }
  95
  96 static pte_t set_access_flags_filter(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma,
  97                                      int dirty)
  98 {
  99         return pte;
 100 }
 101
 102 #else /* CONFIG_PPC_BOOK3S */
 103
 104 /* Embedded type MMU with HW exec support. This is a bit more complicated
 105  * as we don't have two bits to spare for _PAGE_EXEC and _PAGE_HWEXEC so
 106  * instead we "filter out" the exec permission for non clean pages.
 107  */
 108 static pte_t set_pte_filter(pte_t pte)
 109 {
 110         struct page *pg;
 111
 112         /* No exec permission in the first place, move on */
 113         if (!pte_exec(pte) || !pte_looks_normal(pte))
 114                 return pte;
 115
 116         /* If you set _PAGE_EXEC on weird pages you're on your own */
 117         pg = maybe_pte_to_page(pte);
 118         if (unlikely(!pg))
 119                 return pte;
 120
 121         /* If the page clean, we move on */
 122         if (test_bit(PG_arch_1, &pg->flags))
 123                 return pte;
 124
 125         /* If it's an exec fault, we flush the cache and make it clean */
 126         if (is_exec_fault()) {
 127                 flush_dcache_icache_page(pg);
 128                 set_bit(PG_arch_1, &pg->flags);
 129                 return pte;
 130         }
 131
 132         /* Else, we filter out _PAGE_EXEC */
 133         return pte_exprotect(pte);
 134 }
 135
 136 static pte_t set_access_flags_filter(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma,
 137                                      int dirty)
 138 {
 139         struct page *pg;
 140
 141         /* So here, we only care about exec faults, as we use them
 142          * to recover lost _PAGE_EXEC and perform I$/D$ coherency
 143          * if necessary. Also if _PAGE_EXEC is already set, same deal,
 144          * we just bail out
 145          */
 146         if (dirty || pte_exec(pte) || !is_exec_fault())
 147                 return pte;
 148
 149 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 150         /* So this is an exec fault, _PAGE_EXEC is not set. If it was
 151          * an error we would have bailed out earlier in do_page_fault()
 152          * but let's make sure of it
 153          */
 154         if (WARN_ON(!(vma->vm_flags & VM_EXEC)))
 155                 return pte;
 156 #endif /* CONFIG_DEBUG_VM */
 157
 158         /* If you set _PAGE_EXEC on weird pages you're on your own */
 159         pg = maybe_pte_to_page(pte);
 160         if (unlikely(!pg))
 161                 goto bail;
 162
 163         /* If the page is already clean, we move on */
 164         if (test_bit(PG_arch_1, &pg->flags))
 165                 goto bail;
 166
 167         /* Clean the page and set PG_arch_1 */
 168         flush_dcache_icache_page(pg);
 169         set_bit(PG_arch_1, &pg->flags);
 170
 171  bail:
 172         return pte_mkexec(pte);
 173 }
 174
 175 #endif /* CONFIG_PPC_BOOK3S */
 176
 177 /*
 178  * set_pte stores a linux PTE into the linux page table.
 179  */
 180 void set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep,
 181                 pte_t pte)
 182 {
 183         /*
 184          * Make sure hardware valid bit is not set. We don't do
 185          * tlb flush for this update.
 186          */
 187         VM_WARN_ON(pte_hw_valid(*ptep) && !pte_protnone(*ptep));
 188
 189         /* Add the pte bit when trying to set a pte */
 190         pte = pte_mkpte(pte);
 191
 192         /* Note: mm->context.id might not yet have been assigned as
 193          * this context might not have been activated yet when this
 194          * is called.
 195          */
 196         pte = set_pte_filter(pte);
 197
 198         /* Perform the setting of the PTE */
 199         __set_pte_at(mm, addr, ptep, pte, 0);
 200 }
 201
 202 /*
 203  * This is called when relaxing access to a PTE. It's also called in the page
 204  * fault path when we don't hit any of the major fault cases, ie, a minor
 205  * update of _PAGE_ACCESSED, _PAGE_DIRTY, etc... The generic code will have
 206  * handled those two for us, we additionally deal with missing execute
 207  * permission here on some processors
 208  */
 209 int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 210                           pte_t *ptep, pte_t entry, int dirty)
 211 {
 212         int changed;
 213         entry = set_access_flags_filter(entry, vma, dirty);
 214         changed = !pte_same(*(ptep), entry);
 215         if (changed) {
 216                 assert_pte_locked(vma->vm_mm, address);
 217                 __ptep_set_access_flags(vma, ptep, entry,
 218                                         address, mmu_virtual_psize);
 219         }
 220         return changed;
 221 }
 222
 223 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 224 extern int huge_ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
 225                                       unsigned long addr, pte_t *ptep,
 226                                       pte_t pte, int dirty)
 227 {
 228 #ifdef HUGETLB_NEED_PRELOAD
 229         /*
 230          * The "return 1" forces a call of update_mmu_cache, which will write a
 231          * TLB entry.  Without this, platforms that don't do a write of the TLB
 232          * entry in the TLB miss handler asm will fault ad infinitum.
 233          */
 234         ptep_set_access_flags(vma, addr, ptep, pte, dirty);
 235         return 1;
 236 #else
 237         int changed, psize;
 238
 239         pte = set_access_flags_filter(pte, vma, dirty);
 240         changed = !pte_same(*(ptep), pte);
 241         if (changed) {
 242
 243 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 244                 struct hstate *h = hstate_vma(vma);
 245
 246                 psize = hstate_get_psize(h);
 247 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 248                 assert_spin_locked(huge_pte_lockptr(h, vma->vm_mm, ptep));
 249 #endif
 250
 251 #else
 252                 /*
 253                  * Not used on non book3s64 platforms. But 8xx
 254                  * can possibly use tsize derived from hstate.
 255                  */
 256                 psize = 0;
 257 #endif
 258                 __ptep_set_access_flags(vma, ptep, pte, addr, psize);
 259         }
 260         return changed;
 261 #endif
 262 }
 263 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 264
 265 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 266 void assert_pte_locked(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
 267 {
 268         pgd_t *pgd;
 269         pud_t *pud;
 270         pmd_t *pmd;
 271
 272         if (mm == &init_mm)
 273                 return;
 274         pgd = mm->pgd + pgd_index(addr);
 275         BUG_ON(pgd_none(*pgd));
 276         pud = pud_offset(pgd, addr);
 277         BUG_ON(pud_none(*pud));
 278         pmd = pmd_offset(pud, addr);
 279         /*
 280          * khugepaged to collapse normal pages to hugepage, first set
 281          * pmd to none to force page fault/gup to take mmap_sem. After
 282          * pmd is set to none, we do a pte_clear which does this assertion
 283          * so if we find pmd none, return.
 284          */
 285         if (pmd_none(*pmd))
 286                 return;
 287         BUG_ON(!pmd_present(*pmd));
 288         assert_spin_locked(pte_lockptr(mm, pmd));
 289 }
 290 #endif /* CONFIG_DEBUG_VM */
 291
 292 unsigned long vmalloc_to_phys(void *va)
 293 {
 294         unsigned long pfn = vmalloc_to_pfn(va);
 295
 296         BUG_ON(!pfn);
 297         return __pa(pfn_to_kaddr(pfn)) + offset_in_page(va);
 298 }
 299 EXPORT_SYMBOL_GPL(vmalloc_to_phys);